[發明專利]一種永磁同步電機弱磁控制方法及控制器

有效

• 申請號: 201711008891.5
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN109713960B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 武四輩;崔宇航;王東萃;王健;陸建國
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/22;H02P25/022
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 魏曉波

本申請公開了一種永磁同步電機弱磁控制方法及控制器，所述方法包括：選取直軸電流初始值與交軸電流初始值，該直軸電流初始值和交軸電流初始值是電機實際需求的直軸電流和交軸電流的近似值；然后，控制PMSM運行在直軸電流初始值與交軸電流初始值；最后，對PMSM的直軸電流和交軸電流進行調節，使PMSM由直軸電流初始值運行至直軸電流目標值、且由交軸電流初始值運行至交軸電流目標值，其中，該直軸電流目標值即為電機實際需求的直軸電流，該交軸電流目標值即為電機實際需求的交軸電流。可見，通過快速鎖定一個與實際需求電流的近似值，并使PMSM工作在該近似值并在此基礎上對PMSM進行電流調節，可以在很大程度上提升電流響應速度。

技術領域

本申請涉及永磁同步電機技術領域，尤其涉及一種永磁同步電機弱磁控制方法及控制器。

背景技術

永磁同步電機(permanent magnet synchronous motor，簡稱PMSM)，隨著其轉速的增加，PMSM的反電勢也逐漸增大，為了維持電壓平衡，與PMSM連接的逆變器的輸出電壓也要隨之增大。然而，受到PMSM直流側母線電壓的限制，PMSM輸出電壓不能無限制的增大，因此，通常采用反向增加定子直軸電流I_d的方法來等效限制反電勢的增長，從而提高PMSM可運行的范圍。

參見圖1所示的永磁同步電機弱磁控制策略示意圖，其中，T_ecmd是指轉矩的命令值；I_dcmd、I_qcmd是指該轉矩和轉速實際對應的直軸電流和交軸電流的命令值；I_dfb、I_qfb是指PMSM端反饋的直軸和交軸電流值；U_d、U_q是指電流PI調節器產生的直軸和交軸電壓命令值；I_U、I_V和I_W是指PMSM的UVW三相電流值；Δi_d是指電壓負反饋產生的弱磁電流，用于在線調節I_dcmd值。

目前，現有技術主要采用圖1所示弱磁控制策略來提高PMSM可運行的范圍，該弱磁控制策略是通過最大轉矩電流比(MTPA)查表結合電壓負反饋弱磁方法實現的，即，根據扭矩的命令值T_ecmd進行查表，以給定直軸電流的命令值I_dcmd和交軸電流的命令值I_qcmd，并利用電壓負反饋在線調節。在采用矢量控制的永磁同步電機控制系統中，當PMSM高速運行時，若轉矩命令值T_ecmd突變，其需求的弱磁電流也將突變，這需要將反饋電壓值和電壓極限值進行比較，再使PI調節器根據比較結果產生弱磁電流Δi_d，用于在線調節當前I_dcmd值，經不斷調節后，最終使PMSM工作在需求的電流。

但是，上述弱磁控制策略對電壓負反饋的PI調節器的響應速度和穩態響應要求很高，同樣對電流PI調節器的響應速度也有較高的要求。通常情況下，若弱磁電流的調節過程較慢，PI調節器很容易進入飽和狀態，從而失去對電流的調節作用，進而失去對PMSM的控制，導致產生很大的安全風險。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種永磁同步電機弱磁控制方法及控制器，能夠提高弱磁電流的調節速度。

本申請提供了一種永磁同步電機弱磁控制方法，包括：

選取直軸電流初始值與交軸電流初始值；

控制永磁同步電機PMSM運行在所述直軸電流初始值與所述交軸電流初始值；

對所述PMSM的直軸電流和交軸電流進行調節，使所述PMSM由所述直軸電流初始值運行至直軸電流目標值、且由所述交軸電流初始值運行至交軸電流目標值；